飞机蒙皮振动辅助拉伸成形工艺分析

拉伸成形结束后,由于残余应力的存在导致蒙皮零件产生较大的回弹,会严重影响蒙皮的使用质量。基于回弹产生的原因,从工件的应力-应变机制阐述了振动减小残余应力的机理,提出了一种振动辅助飞机蒙皮拉伸成形的新工艺方法,给出了该工艺的主要参数——频率、振幅在应用选择上的依据条件及实际运用中可选择的合理范围。以飞机前缘蒙皮拉伸成形为例,通过数值仿真模拟,分析了施加振动对成形蒙皮零件回弹的影响以及频率、振幅对改善回弹的影响,并通过实验加以验证。结果表明,在飞机蒙皮拉伸成形过程中,施加振动可以更加有效地减小零件的回弹,当选取的工艺参数频率为30 Hz左右、振幅在1.5 mm左右时回弹值最小,效果最佳。     

飞机铝合金双曲度蒙皮充液成形的数值模拟与试验

针对某型飞机上蒙皮零件,基于有限元分析软件Dynaform,对主动式充液成形和被动式充液成形两种方案进行了数值模拟对比分析。根据数值模拟结果,认为该零件较适合采用主动式充液成形,其次,通过修改工艺补充面和优化成形工艺参数,有效地控制零件的最大减薄量。同时,保证一定的减薄量,使板料达到塑性变形状态,从而有效减小回弹。再通过回弹分析,根据回弹量计算结果,运用Think Design软件对模具型面进行回弹补偿,将回弹量控制在合格范围内。最终通过实际试模,验证了数值模拟的准确性及适用性,加工出表面质量良好、精度满足要求的合格产品。     

飞机蒙皮包覆拉伸成形加载轨迹设计优化方法

加载轨迹对飞机蒙皮拉伸成形质量有着至关重要的影响。针对单凸双曲度蒙皮包覆拉伸成形,系统研究了成形加载轨迹设计以及优化方法。基于应变控制方法,通过几何解析建立了成形初始加载轨迹及加载范围计算模型;采用有限元数值模拟技术和优化理论相结合的方法,建立了优化计算所需的蒙皮包覆拉伸成形有限元分析模型和加载轨迹优化数学模型。实际算例表明,该方法有效可行,为提高飞机蒙皮成形质量提供了有效的解决途径和方法。     

大尺寸钛合金蒙皮热成形工艺及模具设计

从大尺寸钛合金蒙皮零件的结构及热成形工艺特点出发,确定了主要成形工艺参数,完成了模具型面缩尺系数的计算及尺寸精度的选取;从模具的工作温度特殊性出发,进行了结构设计及热状态下的静力学分析。该模具投入使用安全可靠,生产的蒙皮零件满足设计要求,为类似零件的成形提供了参考。     

飞机蒙皮的数字化成形制造技术

数字化成形制造技术在航空制造领域的不断推广和应用,使飞机蒙皮从传统的经验型向科学型制造模式转变。飞机蒙皮数字化成形工艺是一个综合CAD工艺设计系统、CAE仿真分析、数控柔性工装、数字化测量和CAM数控成形技术的数字化生产制造技术。文章阐述了蒙皮数字化成形工艺中各个环节的关键技术以及相互之间的关系,并研制开发了相关的软件、算法和柔性工装,构建了一个完整的飞机蒙皮数字化成形工艺体系,为进一步推动蒙皮制造的数字化、柔性化水平提供了技术支持和保障。     

飞机大型复杂双曲度蒙皮充液成形数值模拟及实验研究

利用充液成形工艺完成了飞机大型复杂双曲度蒙皮类零件的成形。通过对零件成形过程进行工艺分析与数值模拟,确定了加工时所需工艺参数,并通过试验验证了数值模拟结果。分析了成形过程中出现的2种典型缺陷,最终加工出了达到零件精确成形要求的合格件。     

薄壁深锥零件的拉伸成形工艺

对薄壁深锥零件的拉伸工艺计算进行了详细的介绍,对同类零件的冲压工艺编制提供了参考。     

复杂形状铝合金零件等温挤压成形工艺及模具设计

针对某复杂铝合金零件结构特点,设计了等温成形工艺方案和相关挤压模具.通过实验成功验证了该零件挤压成形的可行性,挤压出来的产品尺寸精度和表面精度均合格.这为该类复杂零件的挤压工艺分析和模具设计提供参考.     

铝合金复杂变截面蒙皮拉形有限元仿真与试验研究

为改善铝合金蒙皮零件的成形质量,降低蒙皮拉形零件的生产成本,以VTL1000拉形机生产的某复杂变截面蒙皮零件为例,基于Dyna Form软件,对蒙皮拉形过程进行了有限元仿真研究。结合对仿真结果中蒙皮厚度和应变分布的分析,研究了相关工艺参数对蒙皮拉形的影响,并对传统的拉形方式进行了改进;结合该零件的结构特点,给出了一种最佳模具倾角参数的设计方法,可以进一步提高成形质量;最后,根据仿真结果,制定了该零件工艺方案,并通过试验验证了该工艺方案的可行性。     

Process design for multi-stage stretch forming of aluminium alloy aircraft skin

A process design approach for multi-stage stretch forming was proposed by combining the strain distribution method and finite element method (FEM) to determine the minimum stage number and deformation amount of each stage. The strain distribution method was used to calculate the deformation amount of each stage and evaluate the formability through a safety criterion. FE simulation was taken as an analysis tool to reveal the deformation behaviour, to predict the strain contour and to determine the process parameters at each stage. To evaluate the effect of heat treatment after pre-strain on occurrence of deformation defects during the subsequent deformation, a multi-stage uniaxial tension test for 2B06 aluminium alloy sheet was carried out. A case study demonstrates that the approach has high reliability and good practicability.     

Optimization on springback reduction in cold stretch forming of titanium-alloy aircraft skin

An optimization method was presented for cold stretch forming of titanium-alloy aircraft skin to determine process parameters and to reduce springback.In the optimization model,a mathematical formulation of stress difference was developed as an indicator of the degree of springback instead of implicit springback analysis.Explicit finite element method(FEM)was used to analyze the forming process and to provide the stress distribution for calculating the amount of the stress indicator.In addition,multi-island genetic algorithm(MGA)was employed to seek the optimal loading condition.A case study was performed to demonstrate the potential of the suggested method.The results show that the optimization design of process parameters effectively reduces the amount of springback and improves the part shape accuracy.It provides a guideline for controlling springback in stretch forming of aircraft skin.     

飞机复杂蒙皮拉形工艺参数优化设计

蒙皮拉形是一个复杂的材料成形过程,对其进行工艺参数的优化十分重要。文章阐述了蒙皮拉形中的主要成形缺陷,并将这些缺陷进行量化,作为拉形工艺优化的目标函数。分析拉形过程中的主要工艺参数,提出了筛选重要参数的方法,以确定对成形质量起决定性作用的工艺参数。应用响应面法建立了工艺参数与成形质量评价指标之间的函数关系,并采用评价函数法,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,对拉形实例进行了工艺参数的优化。通过有限元仿真以及生产试验,验证了该工艺参数优化方法的有效性与准确性。     

工业AA1200铝合金薄板拉伸成形模拟和实验研究(英文)

对工业AA1200铝合金薄板拉伸成形的模拟和实验结果进行比较和评估。采用单向拉伸试验得到模拟所需输入参数。根据von Mises和Hill-1948屈服准则,采用Abaqus/Explicit有限元软件分析成形过程。将冲压力和应变分布的模拟结果与实验结果进行比较和验证。结果表明:在这两种情况下,使用各向异性屈服准则模拟的结果与实验结果更吻合。     

中空铝合金型材拉弯成形工艺研究

拉弯成形工艺具有成形精度高、回弹量小、生产效率高的优点,对轨道列车端顶弯梁进行拉弯数值模拟与成形实验。利用数学解析法计算得到了型材拉弯过程中夹钳的运动轨迹,并定义了型材拉弯过程中典型的成形缺陷。利用有限元模拟对比分析不同选材和工艺参数下成形后零件的应力分布、回弹、截面畸变和空间扭转。研究结果表明:选用ENAW-6005-T4材料可以避免型材拉弯过程中的断裂;采用预拉0.5%和补拉1.5%的加载组合时,型材的卸载回弹量最小;采用1.5 MPa的填充压强可以有效地抑制型材外壁的内凹;改善摩擦条件可以减小成形后的空间扭曲。采用优化后的工艺参数进行了实验验证,测量结果和数值分析规律相吻合。     

铝合金壳盖压铸工艺优化研究

通过对铝合金壳盖压铸件进行实体造型,采用铸造数值模拟软件Z-Cast对铝合金壳盖压铸过程的压力场、速度场和温度场进行数值模拟,根据模拟结果分析浇注系统和溢流槽尺寸的合理性,重新设计、优化浇注系统的形状和布置位置,得到合理的压铸方案。对于铝合金压铸件结构和压铸工艺设计有着重要的指导意义。     

5A06铝合金端板构件成形工艺优化

所研究的铝合金端板构件为端部异向翻折零件,成形过程中局部极易产生起皱和破裂等缺陷。针对端板构件成形过程中存在的起皱及成形精度差等问题,通过对模具结构进行优化设计,实现了单道次整体成形,提高了产品的整体性及成形质量;同时,通过有限元模拟分析,选取合理的坯料形状,解决了零件成形过程中的开裂问题,并进行了试验验证。结果表明:与无顶板的传统凸、凹模结构相比,采用带凹模顶板的优化结构时,端板构件过渡区域起皱现象得到有效缓解,最大增厚率减少至6.7%;采用过渡圆角为R50 mm的凸耳结构坯料时,端板构件过渡区域最大减薄率减少至12.11%。     

蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统开发及应用研究

针对飞机蒙皮零件多品种、小批量、形状复杂、成形精度要求高的特点,对可重构柔性模具蒙皮拉形关键技术进行了深入分析,基于CATIA二次开发技术开发了蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统,实现了蒙皮零件数模在可重构柔性模具制造坐标系中的调形计算,具备了冲头高度干涉检查和虚拟模具三维仿真功能。经过应用验证,系统稳定可靠,能准确调形出蒙皮零件拉形所需的模具包络面。本系统的建立,为可重构柔性模具蒙皮拉形工艺研究提供了技术保障。